1、内容提要内容提要n n概述概述n n免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构n n抗体的异质性抗体的异质性n n五类免疫球蛋白的生物学特性五类免疫球蛋白的生物学特性n n免疫球蛋白基因及抗体的多样性免疫球蛋白基因及抗体的多样性n n人工制备抗体人工制备抗体一、概一、概 述述抗体抗体 antibody Abn n是是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所 产生的一种蛋白质，主要存在于血清等体产生的一种蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原发生特异性结合的免液中，能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白，具有免疫功能疫球蛋白，具有免疫功能 概念概念 具有抗体活性或化学结构与
2、抗体类似的球蛋白具有抗体活性或化学结构与抗体类似的球蛋白抗体和免疫球蛋白的关系抗体和免疫球蛋白的关系抗体和免疫球蛋白的关系抗体和免疫球蛋白的关系: : : : 抗体都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗体活性抗体都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗体活性抗体都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗体活性抗体都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗体活性类型类型分泌型（分泌型（secreted Ig, sIg）膜膜 型（型（membrane Ig, mIg）理化性质理化性质 属球蛋白，在电泳图谱上大部分抗体活性在属球蛋白，在电泳图谱上大部分抗体活性在 球蛋球蛋白，具有异质性白，具有
3、异质性二、二、Ig的结构的结构(IgG 为例为例)n重重链链与与轻轻链链n可可变变区区和和恒恒定定区区n铰铰链链区区n功功能能区区n其其它它成成分分n水水解解片片段段n基本结构基本结构 * 由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的四肽链分子由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的四肽链分子n重链与轻链重链与轻链 * 重链（重链（heavy chain, H链）链） 约约450-550氨基酸氨基酸 1）根据重链恒定区抗原特异性不同，可将重链分为）根据重链恒定区抗原特异性不同，可将重链分为5种：种： 、 、 、 、 。其相应其相应Ig为为IgG、IgM、IgA、IgD、Ig
4、E * 轻链（轻链（light chain, L链）链） 约约214个氨基酸个氨基酸 1）根据轻链恒定区抗原性不同，分为）根据轻链恒定区抗原性不同，分为 和和 两种。两种。一个天然的一个天然的一个天然的一个天然的Ig Ig Ig Ig 分子上分子上分子上分子上轻链类型是相同的轻链类型是相同的轻链类型是相同的轻链类型是相同的 2）在不同种属的动物）在不同种属的动物 与与 链的比例不同：链的比例不同： 人：人： 2 ：1 小鼠：小鼠：20 ：1 n可变区和恒定区可变区和恒定区 1.可变区可变区（variable region，V区区）：位于）：位于Ig分子分子N端，占轻链端，占轻链1/2和和重链重
5、链1/4或或1/5；不同抗体其；不同抗体其IgV区氨基酸组成和排列有较大差异，并决区氨基酸组成和排列有较大差异，并决定抗体与抗原结合的特异性定抗体与抗原结合的特异性 * 超变区超变区（hypervariable region, HVR）：在）：在VL和和VH中，某些特定中，某些特定位置的氨基酸残基的排列顺序高度可变，此为位置的氨基酸残基的排列顺序高度可变，此为HVR。轻、重链各有。轻、重链各有3个个HVR *互补决定区互补决定区（complementarity-determining region, CDR）：超）：超变区乃抗体与抗原（表位）特异性结合的位置，此为变区乃抗体与抗原（表位）特异性
6、结合的位置，此为CDR * 骨架区骨架区（framework region, FR）：）：V区中非区中非HVR部位的氨基酸组部位的氨基酸组成和排列相对保守，此为成和排列相对保守，此为FR。VH和和VL各有各有4个个FR 2.恒定区恒定区（constant region,C区区)：位于位于Ig 分子的分子的C端，占轻链端，占轻链1/2和和重链重链3/4（IgA、IgD）或）或4/5（IgM、IgE）。在同一种属中，同一类重）。在同一种属中，同一类重链和同一类轻链链和同一类轻链C区氨基酸的组成或排列比较恒定。介导区氨基酸的组成或排列比较恒定。介导Ig多种生物多种生物学功能学功能n铰铰链链区区 位位
7、于于CH1和和CH2之之间间可可转转动动的的区区，含含丰丰富富的的脯脯氨氨酸酸，易易伸伸展展弯弯曲曲，有有利利于于Ig V区区与与抗抗原原互互补补性性结结合合；有有利利于暴露补体结合位点；对蛋白酶敏感于暴露补体结合位点；对蛋白酶敏感n其它成分其它成分 J链（链（joining chain） 分泌片（分泌片（secretory piece, sp）n水解片段水解片段n功能区功能区 n n链链和和分泌片分泌片SIgA链链 joining chain由浆细胞合成的富含半胱氨酸的酸性糖蛋由浆细胞合成的富含半胱氨酸的酸性糖蛋白，主要作用是在羧基端连接白，主要作用是在羧基端连接g 单体为单体为双聚体或五聚
8、体，起稳定多聚体结构及参双聚体或五聚体，起稳定多聚体结构及参与体内转运的作用与体内转运的作用分泌片分泌片 secretory piece, SP分分分分泌泌泌泌片片片片是是是是由由由由粘粘粘粘膜膜膜膜上上上上皮皮皮皮细细细细胞胞胞胞合合合合成成成成，并并并并在在在在IgAIgA二二二二聚聚聚聚体体体体形成后通过二硫键以共价键方式连接在形成后通过二硫键以共价键方式连接在形成后通过二硫键以共价键方式连接在形成后通过二硫键以共价键方式连接在C C区区区区C C端上。端上。端上。端上。一一一一般般般般认认认认为为为为SIgASIgA可可可可能能能能以以以以膜膜膜膜结结结结合合合合蛋蛋蛋蛋白白白白形形形
9、形式式式式存存存存在在在在于于于于粘粘粘粘膜膜膜膜表表表表面面面面，分分分分泌泌泌泌片片片片选选选选择择择择性性性性地地地地介介介介导导导导IgA IgA 二二二二聚聚聚聚体体体体的的的的装装装装配配配配和和和和转转转转运运运运，并并并并有有有有稳稳稳稳定定定定SIgASIgA的的的的结结结结构构构构，避避避避免免免免蛋蛋蛋蛋白白白白酶酶酶酶的的的的消化水解消化水解消化水解消化水解 免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的水解片段 n n胃蛋白酶胃蛋白酶(pepsin)(pepsin)裂解裂解IgGIgG：得到一个具有：得到一个具有双价活性的双价活性的F F（abab）2 2段和若干个小分子多段和若干
10、个小分子多肽碎片（肽碎片（pFcpFc）免疫球蛋白的功能区免疫球蛋白的功能区nIg的的多多肽肽链链分分子子可可折折叠叠成成若若干干个个由由链链内内二二硫硫键键连连接接的的球球形形结结构构。每每个个球球形形结结构构约约由由110个个氨氨基基酸酸组组成成，具具有有一一定定的的生理功能，故称为生理功能，故称为功能区（功能区（domain）nVH和和VL：与抗原特异性结合的部位：与抗原特异性结合的部位nCL和和CH1：某些同种异型（：某些同种异型（allotype）遗传标记）遗传标记nIgG的的CH2、IgM的的CH3： 补体补体C1q结合点结合点 激活补体经典途径激活补体经典途径nIgG的的CH3：
11、 结合单核结合单核/巨噬细胞表面巨噬细胞表面FcR 不同生物学效应不同生物学效应免疫球蛋白的结构域免疫球蛋白的结构域 n nIg的轻、重链每隔的轻、重链每隔110个氨基酸残基即由个氨基酸残基即由链内二硫键连接成一个能行使特定功能的链内二硫键连接成一个能行使特定功能的球形结构球形结构-结构域，其二级结构是由几股结构域，其二级结构是由几股多肽链折叠形成的两个反向平行的多肽链折叠形成的两个反向平行的片层。片层。两个反向平行的两个反向平行的片层中心的两个半胱氨片层中心的两个半胱氨酸残基由一个链内酸残基由一个链内二硫键垂直连接，有稳二硫键垂直连接，有稳定功能区的作用，形成一个定功能区的作用，形成一个桶状
12、结构桶状结构三、免疫球蛋白的异质性三、免疫球蛋白的异质性n不不同同抗抗原原表表位位刺刺激激所所产产生生不不同同的的抗抗体体分分子子，其其识识别别抗抗原原的的特特异异性性不不同同（ V区区不不同同） n同同一一抗抗原原表表位位诱诱生生的的不不同同类类型型的的抗抗体体，其其识识别别抗抗原原的的特特异异性性相相同同（ C区区不不同同）n免免疫疫球球蛋蛋白白有有不不同同种种类类n免免疫疫球球蛋蛋白白同同时时可可作作为为抗抗原原，其其具具有有不不同同的的抗抗原原特特异异性性免疫球蛋白具有异质性免疫球蛋白具有异质性Ig的的类类型型n类类（ class ）：根根据据CH抗抗原原特特异异性性的的不不同同分分为
13、为五五大大类类 IgG IgM IgA IgD IgEn 亚亚类类：IgG1-G4； IgA1-A2； IgM1-M2n型型（ type ）：根根据据CL抗抗原原性性的的不不同同分分为为两两个个型型： 型型和和型型n亚亚型型： 型型有有亚亚型型Ig的的血血清清型型n同同种种型型（ isotype ）指指同同一一种种属属所所有有个个体体的的Ig分分子子共共有有的的抗抗原原特特异异性性标标志志，位位于于IgC区区n同同种种异异型型（ allotype ）指指同同一一种种属属不不同同个个体体间间Ig分分子子所所具具有有的的不不同同的的抗抗原原特特异异性性标标志志n独独特特型型（ idiotype ）
14、指指同同一一个个体体不不同同B细细胞胞克克隆隆产产生生的的Ig分分子子所所特特有有的的抗抗原原特特异异性性标标志志，独独特特型型由由若若干干个个抗抗原原决决定定簇簇组组成成，又又称称为为独独特特位位（ idiotope ） ，主主要要存存在在于于V区区同种型同种型(isotype):(isotype):同一物种内所有个体共同具有的同一物种内所有个体共同具有的IgIg抗原特抗原特异性结构异性结构n n同种型同种型IgIg的抗原决定簇存在于的抗原决定簇存在于CHCH、CLCLn n据据CHCH的不同，的不同，IgIg分类、亚类分类、亚类n n据据CLCL的不同，的不同，IgIg分型、亚型分型、亚型
15、同种异型（同种异型（allotype)allotype)：同一物种内不同个体间的同一物种内不同个体间的IgIg免疫原性的免疫原性的差别差别独特型（独特型（idotype)idotype)：同一个体内不同同一个体内不同B B细胞克隆产生的细胞克隆产生的IgIg其超变区各自具备其超变区各自具备独特的抗原决定簇结构独特的抗原决定簇结构四、免疫球蛋白的功能四、免疫球蛋白的功能V区区的的功功能能n特特异异性性结结合合抗抗原原 n抗抗体体结结合合相相应应抗抗原原分分子子，中中和和作作用用，发发挥挥免免疫疫效效应应（生生理理与与病病理理）n BCR特特异异性性识识别别并并结结合合抗抗原原分分子子 ，介介导导
16、体体液液免免疫疫应应答答C C区的功能区的功能 激活补体激活补体 IgMIgM、IgG13IgG13 激活补体经典途径激活补体经典途径 凝聚的凝聚的IgAIgA或或IgG4 IgG4 激活补体旁路途径激活补体旁路途径 与细胞表面与细胞表面FcRFcR结合结合 1 1）调理作用（）调理作用（opsonizationopsonization) )； IgFcIgFc段与吞噬细胞表面段与吞噬细胞表面FcRFcR结合结合促吞噬促吞噬 2 2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （Ab-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC) ) 3) 3) 介导介导I I型超敏反应型超敏反应 穿过胎盘和粘膜穿过胎盘和粘膜 IgGIgG通过胎盘；通过胎盘；s sIgA穿过粘膜穿过粘膜CC区的功能区的功能n nVHVH和和VL:VL:识别和结合抗原识别和结合抗原n nCHCH和和CL:CL:同种异型的遗传同种异型的遗传标志标志n nCH2:CH2:补体补体C1qC1q结合位点，结合位点， IgGIgG可通过胎盘可通过胎盘n nCH3/CH4:
